Для десятков миллионов американцев нет такого понятия, как звук тишины. Вместо этого, даже в тихой комнате, они слышат в ушах постоянный звон, жужжание, шипение, гудение или другой ненастоящий шум. Звон в ушах, который изнуряет и меняет жизнь.
Теперь исследователи Медицинской школы Мичиганского университета сообщают о новых научных открытиях, которые помогают объяснить, что происходит в их беспокойных мозгах.
Открытие открывает новую важную цель для лечения этого состояния. Команда U-M уже имеет патент, и устройство находится в разработке на основе этого подхода.
Критические результаты опубликованы в престижном журнале Journal of Neuroscience. Хотя работа проводилась на животных, она представляет собой научно обоснованный новый подход к лечению шума в ушах у людей.
Сьюзан Шор, доктор философии.D., старший автор статьи объясняет, что ее команда подтвердила, что у животных с тиннитусом изменяется процесс, называемый мультисенсорной пластичностью, зависимой от времени стимула, и что эта пластичность "изысканно чувствительный" к времени сигналов, поступающих в ключевую область мозга.
Эта область, называемая дорсальным ядром улитки, является первой станцией для сигналов, поступающих в мозг из уха через слуховой нерв. Но это также центр, где "многозадачность" нейроны интегрируют другие сенсорные сигналы, такие как прикосновение, вместе со слуховой информацией.
Шор, возглавляющий лабораторию в научно-исследовательском институте слуха Кресге, является профессором отоларингологии, молекулярной и интегративной физиологии в Медицинской школе Университета штата Мэриленд, а также профессором биомедицинской инженерии, объединяющей Медицинскую школу и Инженерный колледж.
Она объясняет, что при звоне в ушах часть входного сигнала в мозг из улитки уха снижается, а сигналы соматосенсорных нервов лица и шеи, связанные с прикосновением, чрезмерно усиливаются.
"Как будто сигналы компенсируют потерянный слуховой вход, но они чрезмерно компенсируют и в конечном итоге делают все зашумленным," говорит Шор.
Новые результаты проливают свет на взаимосвязь между шумом в ушах, потерей слуха и сенсорными данными и помогают объяснить, почему многие люди, страдающие тиннитусом, могут изменять громкость и высоту звука в ушах, сжимая челюсти или двигая головой и шеей.
Но это не просто сочетание громкого шума и сверхактивных соматосенсорных сигналов, которые участвуют в тиннитусе, сообщают исследователи.
Именно точная синхронизация этих сигналов относительно друг друга вызывает изменения в механизмах пластичности нервной системы, что может привести к симптомам, известным людям, страдающим тиннитусом.
Шор и ее коллеги, в том числе бывший аспирант UM по биомедицинской инженерии и первый автор Сет Келер, доктор философии.D., Надеемся, что их результаты в конечном итоге помогут многим из 50 миллионов человек в Соединенных Штатах и миллионам людей во всем мире, страдающих этим заболеванием, по данным Американской ассоциации тиннитуса. Они надеются предложить научно обоснованные подходы к лечению состояния, от которого нет лекарства, и для которого существует множество недоказанных методов лечения.
Тиннитус особенно поражает бэби-бумеров, которые по мере того, как они достигают возраста, в котором слух имеет тенденцию к снижению, все чаще испытывают шум в ушах. Состояние чаще всего возникает при потере слуха, но также может быть следствием травм головы и шеи, например, после автомобильной аварии или стоматологической работы.
Громкий шум и сила взрыва, испытываемые военнослужащими в зонах боевых действий, также могут вызвать это состояние. Тиннитус – основная причина инвалидности среди военнослужащих и ветеранов вооруженных сил.
Исследователи до сих пор не понимают, какие защитные факторы могут удерживать некоторых людей от развития тиннитуса, в то время как у других, подвергшихся таким же условиям, возникает шум в ушах.
В этом исследовании только у половины животных, получавших чрезмерное воздействие шума, развился шум в ушах. То же самое и с людьми – не у всех с нарушением слуха возникает тиннитус. Важный вывод, сделанный в новой статье, заключается в том, что животные, у которых не было тиннитуса, показали меньше изменений в своей мультисенсорной пластичности, чем животные с признаками тиннитуса. Другими словами, их нейроны не были гиперактивными.
В настоящее время Шор работает с другими студентами и аспирантами над разработкой устройства, в котором используются новые знания о важности синхронизации сигнала для уменьшения шума в ушах. Устройство будет сочетать звуковую и электрическую стимуляцию лица и шеи, чтобы вернуть в норму нервную активность в слуховых путях.
"Если мы правильно выберем время, мы полагаем, что сможем снизить частоту срабатывания нейронов при частоте шума в ушах и нацелить на тех, у кого гиперактивность," говорит Шор. Она и ее коллеги также работают над разработкой фармакологических манипуляций, которые могли бы повысить пластичность стимулов за счет изменения конкретных молекулярных мишеней.
Но, отмечает она, любое лечение, вероятно, придется адаптировать к каждому пациенту и проводить на регулярной основе. И некоторые пациенты могут получить пользу с большей вероятностью, чем другие.